JP2018101340A - 減圧弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】弁体の適切な動作を維持することができる減圧弁装置を提供すること【解決手段】弁体22の柱状部60の摺動面63と円錐部61との境界部分Rにおける柱状部60の外面の一部には、摺動面63よりも軸線mに向かって近接し、且つ軸線mに沿って設けられている後退面66が形成されている。後退面66は、柱状部60の摺動面63よりも軸線mに近接しているため、摺動面63と後退面66とが連続するように段差面70aが形成されている。後退面66および段差面70aにより排水促進部70が形成されている。段差面70aは、弁体22の軸線mに対して傾いている。4つの段差面70aは、軸線mに対して全て同じ方向に傾いている。【選択図】図2
Description
本発明は、減圧弁装置に関する。
従来、特許文献1に記載されるように、減圧室の圧力の変化に応じて弁体が弁座に着離する減圧弁装置が知られている。
上記の減圧弁装置では、弁体は、ハウジングの貫通孔内に収容されている。弁体は、その内部に収容される弁ばねによって減圧室側へ常に付勢されている。弁体は、円錐部と柱状部とからなる。弁体の円錐部は、弁体の柱状部よりもガス流通方向の下流側に設けられている。弁体の円錐部は、減圧室側へ向かうにつれて縮径していくテーパ面を有している。弁体の柱状部の外側面は、弁体の軸心までの距離が貫通孔の半径と略同一の曲面である摺動面と、弁体の軸心までの距離が貫通孔の半径よりも小さい平面である流路形成面とが、その周方向に交互に設けられている。弁体の流路形成面と貫通孔の内周面により取り囲まれたガスの流路を通過して水素ガスが減圧室に流入することにより、減圧室内の圧力が上昇する。減圧室内の圧力と圧力調整室の圧力の差圧によりピストンに生じる力が、ピストンを減圧室側へ常に付勢しているピストンばねの付勢力より大きくなることにより、弁体が弁座に着座する方向にピストンが移動する。減圧室内の水素ガスがガスの出口から流出することにより、減圧室内の圧力が低下する。減圧室内の圧力と圧力調整室の圧力の差圧によりピストンに生じる力が、ピストンばねの付勢力より小さくなることにより、弁体が弁座から離間する方向にピストンが移動する。
上記の減圧弁装置では、弁体は、ハウジングの貫通孔内に収容されている。弁体は、その内部に収容される弁ばねによって減圧室側へ常に付勢されている。弁体は、円錐部と柱状部とからなる。弁体の円錐部は、弁体の柱状部よりもガス流通方向の下流側に設けられている。弁体の円錐部は、減圧室側へ向かうにつれて縮径していくテーパ面を有している。弁体の柱状部の外側面は、弁体の軸心までの距離が貫通孔の半径と略同一の曲面である摺動面と、弁体の軸心までの距離が貫通孔の半径よりも小さい平面である流路形成面とが、その周方向に交互に設けられている。弁体の流路形成面と貫通孔の内周面により取り囲まれたガスの流路を通過して水素ガスが減圧室に流入することにより、減圧室内の圧力が上昇する。減圧室内の圧力と圧力調整室の圧力の差圧によりピストンに生じる力が、ピストンを減圧室側へ常に付勢しているピストンばねの付勢力より大きくなることにより、弁体が弁座に着座する方向にピストンが移動する。減圧室内の水素ガスがガスの出口から流出することにより、減圧室内の圧力が低下する。減圧室内の圧力と圧力調整室の圧力の差圧によりピストンに生じる力が、ピストンばねの付勢力より小さくなることにより、弁体が弁座から離間する方向にピストンが移動する。
特許文献1の減圧弁装置の弁体22は、図10に示されるような形状が想定される。弁体22の円錐部61のテーパ面と、柱状部60の摺動面63とは、弁体22の軸方向において接続されることにより境界部分Rを形成している。
図9に示すように、弁体22がハウジングの貫通孔内に収容された状態では、弁体22の摺動面63は、貫通孔の内周面に摺動案内されるように設けられている。
一般的に水素ガスには水分が含まれている。上記の減圧弁装置においては、一旦、減圧室へ流入した水分が弁体22側へ戻ってしまうことがある。戻ってきた水分は、弁体22の円錐部61のテーパ面と摺動面63との境界部分Rと、貫通孔の内周面とにより形成される角部(図9中の網掛け部分)に留まり、その水分が凍結した場合には、弁体の円滑な動作が阻害されるおそれがある。
一般的に水素ガスには水分が含まれている。上記の減圧弁装置においては、一旦、減圧室へ流入した水分が弁体22側へ戻ってしまうことがある。戻ってきた水分は、弁体22の円錐部61のテーパ面と摺動面63との境界部分Rと、貫通孔の内周面とにより形成される角部(図9中の網掛け部分)に留まり、その水分が凍結した場合には、弁体の円滑な動作が阻害されるおそれがある。
本発明の目的は、弁体の円滑な動作を維持することができる減圧弁装置を提供することである。
上記目的を達成し得る減圧弁装置は、ガスの入り口、ガスの出口、および前記ガスの入り口と前記ガスの出口とを連通する弁収容孔を有しているボディと、前記弁収容孔に収容された弁座、および前記弁座に着離することにより前記ガスの入り口と前記ガスの出口との間の流路を開閉する弁体を有する弁機構と、前記ボディに収容され、前記ガスの出口に通じる減圧室を区画形成するとともに、前記減圧室内の圧力に応じて動作することにより前記弁体を動作させるピストンと、を備えることを前提としている。前記弁体は、前記弁収容孔の内周面に対して摺動する摺動面および前記弁収容孔の内周面との間でガスの流路となる隙間を形成する流路形成面が周方向において交互に設けられた多角柱状の柱状部と、前記柱状部の前記減圧室側の端部に設けられて、前記弁座に着離する円錐部と、有し、前記円錐部の外面と前記柱状部の前記摺動面との境界部分、または前記弁収容孔の内周面における前記境界部分に対応する部分には、凹所が形成され、前記凹所は、前記境界部分と前記隙間とを接続するように構成されている。
上記構成では、弁体の円錐部の外面と柱状部の摺動面との境界部分と、弁収容孔の内周面におけるその境界部分に対応する部分との間に凹所が設けられている。円錐部を伝わって戻ってきた水分は、凹所に進入する。そのため、弁体の円錐部の外面と柱状部の摺動面との境界部分と、弁収容孔の内周面におけるその境界部分に対応する部分との間に凹所が設けられていない場合と比較して、弁体の円錐部、弁体の柱状部の摺動面、および弁収容孔の内周面の境界部分に水分が溜まること無い。このため、その境界部分で溜まった水分が凍結するおそれも無い。したがって、弁体の円滑な動作を維持することができる。
前記凹所は、前記柱状部の外面に設けられており、前記摺動面よりも前記弁体の軸心に近接する方向に後退された後退面と、前記後退面と前記摺動面とが連続するような段差面とを有し、前記段差面は、前記弁体の軸方向において、前記弁体の軸心に対して傾きを有していることが好ましい。
上記構成では、弁体の円錐部を伝わって戻ってきた水分は、凹所に進入する。凹所に進入した水分は後退面を介して弁体の軸心に対して傾きを有している段差面に伝わってガスの流路となる隙間に逃がされる。そのため、凹所に進入した水分をガスの流路である隙間に逃がしやすい。
前記凹所は、前記弁収容孔の内周面に設けられており、前記弁収容孔の内周面よりも前記弁収容孔の軸心から離間する方向へ後退された後退面と、前記後退面と前記弁収容孔の内周面とが連続するような段差面とを有し、前記段差面は、前記弁収容孔の軸方向において、前記弁収容孔の軸心に対して傾きを有しているが好ましい。
上記構成では、弁体の円錐部を伝わって戻ってきた水分は、凹所に進入する。凹所に進入した水分は後退面を介して弁体の軸心に対して傾きを有している段差面に伝わってガスの流路となる隙間に逃がされる。そのため、凹所に進入した水分をガスの流路である隙間に逃がしやすい。
前記段差面は、前記弁体の軸心に対して全て同じ方向の傾きを有していることが好ましい。
弁体を弁収容孔に収容した場合、弁体の周方向において複数の排水促進部が形成される。そこで、排水促進部の段差面の弁体の軸心に対する傾きが全て同じであれば、1つの排水促進部の段差面に対して1つのガスの流路としての隙間が対応する。すなわち、弁体の周方向に形成された全てのガスの流路を水分の逃げ道として使用することができる。したがって、より効率よく水分をガスの流路に逃がすことができる。
弁体を弁収容孔に収容した場合、弁体の周方向において複数の排水促進部が形成される。そこで、排水促進部の段差面の弁体の軸心に対する傾きが全て同じであれば、1つの排水促進部の段差面に対して1つのガスの流路としての隙間が対応する。すなわち、弁体の周方向に形成された全てのガスの流路を水分の逃げ道として使用することができる。したがって、より効率よく水分をガスの流路に逃がすことができる。
前記段差面は、第1の段差面と、第2の段差面を有しており、前記第1の段差面および前記第2の段差面は、前記弁体の軸心に対してそれぞれ反対の傾きを有していることが好ましい。
上記構成によれば、第1の段差面と第2の段差面とが反対の傾きを有することにより、排水促進部の段差面は分水嶺が形成される。排水促進部に進入した水分は、第1の段差面および第2の段差面にそれぞれ分散されやすくなるため、より効率よく水分をガスの流路に逃がすことができる。
本発明の減圧弁装置によれば、弁体の適切な動作を維持することができる。
<第1の実施形態>
以下、減圧弁装置を具体化した一実施の形態を説明する。
減圧弁装置は、燃料電池車に搭載され、燃料タンクから供給される高圧の水素ガスを低圧に減圧して燃料電池に供給するピストン式の減圧弁装置である。
以下、減圧弁装置を具体化した一実施の形態を説明する。
減圧弁装置は、燃料電池車に搭載され、燃料タンクから供給される高圧の水素ガスを低圧に減圧して燃料電池に供給するピストン式の減圧弁装置である。
図1に示すように、減圧弁装置1は、主として、ボディ10と、弁機構20と、ピストン40と、を備えている。ボディ10は、第1ボディ11、第2ボディ12、およびカバー17を有している。第1ボディ11およびカバー17は、第2ボディ12の内部にそれらの軸方向において互いに螺合されている。弁機構20は、ボディ10の内部(第2ボディ12の内部)に収容されている。
第1ボディ11は、配管が接続される継ぎ手として機能し得るように構成され、燃料タンクに接続されるガスの入り口としての一次ポート13と、一次ポート13と反対側に開口している弁ばね支持穴14を有している。一次ポート13と弁ばね支持穴14とは、同一の軸線m上に設けられている。第1ボディ11の外周面には、雄ねじ11aが設けられている。
第2ボディ12は、図示しない配管を介して燃料電池に接続されるガスの出口としての二次ポート18を備えている。第2ボディ12は、ピストン40が収容されるシリンダ16と、第1ボディ11が連結される連結部35と、シリンダ16と一次ポート13とを接続する弁収容孔30と、を有している。シリンダ16は、シリンダ形成穴16aを有している。シリンダ形成穴16aの開口端(図1中の上側)には、雌ねじ16bが設けられている。連結部35の内周面には雌ねじ35aが設けられている。雌ねじ35aには、第1ボディ11の雄ねじ11aが螺合されている。
弁収容孔30には、弁機構20が収容されている。弁収容孔30は、同一の軸線m上にシリンダ形成穴16a側から連続して形成された弁座固定部材収容穴31と、弁座収容穴32と、弁体収容孔33とを有している。弁座固定部材収容穴31の内径は、弁座収容穴32の内径よりも大きく設定されている。弁座収容穴32の内径は、弁体収容孔33の内径よりも大きく設定されている。弁座固定部材収容穴31の内周面には、雌ねじ30aが設けられている。
カバー17は、有底筒状をなしている。カバー17は、第1ピストンばね収容穴17aを有している。カバー17の外周面には、雄ねじ17bが設けられている。カバー17の外周面には、シール部材41が設けられている。シール部材41としては、例えば、Oリングが採用される。
カバー17の雄ねじ17bは、シリンダ16の雌ねじ16bに螺合されている。シリンダ16の内部において、シリンダ16およびカバー17との間にはピストン40が収容されている。ピストン40は、有底筒状をなしている。ピストン40は、カバー17に向けて開口している第2ピストンばね収容穴40aを有している。ピストン40の外周面にはウェアリングおよびシール部材42が設けられている。軸方向中央に配置されたものが、シール部材であり、例えば、リップシールが採用される。ピストン40は、シリンダ16の内周面に摺動案内される。シリンダ16の内部において、カバー17とピストン40との間には、ピストンばね52が圧縮された状態で収容されている。このピストンばね52の弾性力によりピストン40は、シリンダ16の底面に向けて付勢されている。尚、ピストン40とカバー17との間には、圧力調整室G2が区画形成され、大気に開放されている。
次に、弁機構20について説明する。
弁機構20は、一次ポート13と二次ポート18との間の流路を開閉するものであって、図1に示すように、弁体22と、弁ばね23と、弁座24と、プラグ25と、バルブステム26とを有している。
弁機構20は、一次ポート13と二次ポート18との間の流路を開閉するものであって、図1に示すように、弁体22と、弁ばね23と、弁座24と、プラグ25と、バルブステム26とを有している。
弁座24は、その中央に貫通する円孔状の貫通孔27を有する円環状の樹脂部材である。弁座24は、第2ボディ12の弁収容孔30における弁座収容穴32に嵌合されている。貫通孔27は、ガスの流路として機能する。
図2に示すように、弁体22は、略四角柱状をなしている柱状部60と、柱状部60の弁座24側(図2中の上側)の端部に設けられた円錐部61と、を有している。円錐部61は柱状部60側から弁座24側へ向かうにつれて徐々にその外径が小さくなるテーパ面61aを有している。円錐部61の先端には、円柱状の棒部62が形成されている。棒部62の外径は、弁座24の貫通孔27の最小内径よりも小さく設定されている。
図1に示すように、弁体22は、第2ボディ12の弁体収容孔33に収容されている。弁体22の棒部62は、貫通孔27に挿入されている。弁体22の柱状部60の内部には、棒部62と反対側の端部に開口するばね穴65が設けられている。弁体22のばね穴65の底面と、第1ボディ11の弁ばね支持穴14の底面との間には、弁ばね23が圧縮された状態で収容されている。この弁ばね23の弾性力により、弁体22が弁座24に向けて付勢されている。
図3に示すように、柱状部60を弁体22の軸方向に直交する面に沿って切断した時の断面形状は、略四角形形状をなしている。柱状部60の外面には、4つの摺動面63と、4つの流路形成面64とが設けられている。摺動面63は、軸線mまでの距離が第2ボディ12の弁体収容孔33の半径と略同一となる曲面部位である。流路形成面64は、軸線mまでの距離が弁体収容孔33の半径よりも小さい平面部位である。摺動面63および流路形成面64は、弁体22の周方向に交互に設けられている。弁体22の流路形成面64と弁体収容孔33の内周面との間に形成される4つの隙間は、ガスの流路である外導入路80として機能する。
図2に示すように、弁体22の柱状部60の摺動面63と円錐部61との境界部分Rには、摺動面63よりも軸線mに向かって後退し、且つ軸線m方向に延在する後退面66が形成されている。後退面66は、柱状部60の摺動面63よりも軸線mに近接しているため、摺動面63と後退面66とが段差面70aで接続されている。後退面66および段差面70aにより凹所としての排水促進部70が形成されている。段差面70aは、弁体22の軸線mに対して傾いている。4つの段差面70aは、軸線mに対して全て同じ方向に傾いている。
図3に示すように、弁体22を弁体収容孔33に収容した状態において、弁体22の後退面66と弁体収容孔33の内周面との間には、空隙が形成されている。この空隙は、外導入路80に連通している。
図1に示すように、プラグ25は、その中央に円筒状の貫通孔50を有し、貫通孔50の内部にバルブステム26が収容されている。プラグ25の外周面には雄ねじ25aが設けられている。雄ねじ25aが第2ボディ12の弁座固定部材収容穴31の雌ねじ30aに螺合されることにより、プラグ25は第2ボディ12に固定されている。プラグ25は、その弁体22側の端面51と弁座収容穴32の底面53との間で弁座24を挟持することにより、弁座24を第2ボディ12に固定している。プラグ25のピストン40側の端面54は、シリンダ16の内部において、ピストン40の底面43と当接している。シリンダ16の内部には、ピストン40の底面43とシリンダ16の内面とにより囲まれることにより減圧室G1が区画形成されており、この減圧室G1は、二次ポート18に通じている。尚、貫通孔50と減圧室G1とは、プラグ25に形成された図示しない流路により常に連通されている。
バルブステム26は、円柱状をなしている。バルブステム26には、その軸方向に貫通する複数の流路孔55がその軸線mの周りに等角度間隔で形成されている。バルブステム26の弁体22側の先端部には、棒部56が形成されている。棒部56は、弁座24の貫通孔27の内径よりも小さい外径に設定され、貫通孔27に挿入されている。バルブステム26の棒部56の先端面は、弁体22の棒部62の先端面に当接している。バルブステム26の棒部56および弁体22の棒部62の周囲は、ガスの流路として機能する。また、バルブステム26の外周面は、プラグ25の貫通孔50の内周面に対して摺動案内される。尚、弁機構20は、ピストン40がプラグ25に当接した下降端にある状態では、弁体22が弁座24から離間しており、弁機構20は開状態である。
次に、減圧弁装置1の動作について説明する。尚、減圧弁装置1は最初は開状態である。
図1に示すように、減圧弁装置1では、燃料タンクから第1ボディ11の一次ポート13に供給される高圧の水素ガスが第2ボディ12の弁収容孔30(図1中の弁体収容孔33)の内部へと導かれる。弁収容孔30に流入した水素ガスは、弁体22の流路形成面64と弁体収容孔33の内周面との間に形成されている複数の外導入路80にそれぞれ流入する。弁機構20が開状態であるとき、外導入路80に流入した水素ガスは、弁座24の貫通孔27、プラグ25の貫通孔50、バルブステム26の流路孔55、およびプラグ25の図示しない流路を介して減圧室G1に導かれる。そして、減圧室G1に導かれた水素ガスは、二次ポート18を介して燃料電池へと供給される。
図1に示すように、減圧弁装置1では、燃料タンクから第1ボディ11の一次ポート13に供給される高圧の水素ガスが第2ボディ12の弁収容孔30(図1中の弁体収容孔33)の内部へと導かれる。弁収容孔30に流入した水素ガスは、弁体22の流路形成面64と弁体収容孔33の内周面との間に形成されている複数の外導入路80にそれぞれ流入する。弁機構20が開状態であるとき、外導入路80に流入した水素ガスは、弁座24の貫通孔27、プラグ25の貫通孔50、バルブステム26の流路孔55、およびプラグ25の図示しない流路を介して減圧室G1に導かれる。そして、減圧室G1に導かれた水素ガスは、二次ポート18を介して燃料電池へと供給される。
ここで、燃料タンクから減圧弁装置1に水素ガスが供給されることにより減圧室G1の内圧が上昇する。減圧室G1の内圧と圧力調整室G2の内圧の差圧によりピストン40に生じる力が、ピストンばね52の付勢力より大きくなることにより、ピストン40がカバー17側(図1中の上方向)へ移動する。このピストン40の動きに連動して弁体22およびバルブステム26がピストン40側へ移動する。やがて、弁体22の円錐部61が弁座24に当接することにより、弁座24の貫通孔27を閉塞する。すなわち、弁機構20が閉状態となる。これにより、減圧室G1への水素ガスの供給が停止されるため、減圧室G1の内圧は、二次ポート18下流の燃料電池で水素ガスが消費されるのに伴い低下する。減圧室G1の内圧と圧力調整室G2の内圧の差圧により生じるピストン40を押し上げる力(図1中のカバー17方向の力)がピストンばね52の付勢力より小さくなると、ピストン40がプラグ25の端面54に近接する方向に移動する。尚、弁ばね23の付勢力は無視できる程度に小さい。このピストン40の動きに連動してバルブステム26および弁体22が第1ボディ11側に移動することにより、弁体22の円錐部61が弁座24から離間する。すなわち、弁機構20が開状態となる。これにより、減圧室G1に再び水素ガスが供給されるため、減圧室G1の内圧は上昇する。減圧弁装置1は、このような弁機構20の開閉動作を繰り返すことで、燃料タンクから一次ポート13を介して供給される高圧の水素ガスを所定の圧力に減圧し、減圧された水素ガスを二次ポート18を介して燃料電池に供給する。
以上詳述したように、本実施の形態にかかる減圧弁装置によれば、次の作用および効果が得られる。
(1)減圧弁装置1では、弁体22の円錐部61と柱状部60の摺動面63との境界部分Rには、排水促進部70が設けられている。水素ガスに含まれる水分が、減圧室G1側から弁体22側へ戻ってきてしまった場合、円錐部61のテーパ面61aを伝わって戻ってきた水分は、弁体22の後退面66と弁体収容孔33の内周面との間の空隙に流入し、段差面70aを伝わって柱状部60の流路形成面64と弁体収容孔33の内周面との間に形成される外導入路80に逃がされる。そのため、弁体22に排水促進部70が設けられていない場合と比較して、弁体22の円錐部61、柱状部60の摺動面63、および弁体収容孔33の内周面の境界部分に水分が溜まることが無い。このため、その境界部分において溜まった水分が凍結するおそれも無い。したがって、弁体22の円滑な動作を維持することができる。
(1)減圧弁装置1では、弁体22の円錐部61と柱状部60の摺動面63との境界部分Rには、排水促進部70が設けられている。水素ガスに含まれる水分が、減圧室G1側から弁体22側へ戻ってきてしまった場合、円錐部61のテーパ面61aを伝わって戻ってきた水分は、弁体22の後退面66と弁体収容孔33の内周面との間の空隙に流入し、段差面70aを伝わって柱状部60の流路形成面64と弁体収容孔33の内周面との間に形成される外導入路80に逃がされる。そのため、弁体22に排水促進部70が設けられていない場合と比較して、弁体22の円錐部61、柱状部60の摺動面63、および弁体収容孔33の内周面の境界部分に水分が溜まることが無い。このため、その境界部分において溜まった水分が凍結するおそれも無い。したがって、弁体22の円滑な動作を維持することができる。
(2)また、排水促進部70の段差面70aが弁体22の軸線mに対して全て同じ方向の傾きを有しているため、1つの排水促進部70に流入した水分が段差面70aを伝わって、1つの外導入路80に流入するようになる。すなわち、図3の矢印で示すように、弁体22の周方向に形成された全ての外導入路80を水分の逃げ道として使用することができる。したがって、より効率よく水分を外導入路80に逃がすことができる。
<第2の実施形態>
以下、減圧弁装置の第2の実施形態を説明する。本実施の形態の減圧弁装置は、基本的には、先の図1〜3に示される第1の実施形態と同様の構成を備えている。ただし、第1の実施形態における排水促進部70の配置が異なっている。このため、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は割愛する。
以下、減圧弁装置の第2の実施形態を説明する。本実施の形態の減圧弁装置は、基本的には、先の図1〜3に示される第1の実施形態と同様の構成を備えている。ただし、第1の実施形態における排水促進部70の配置が異なっている。このため、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は割愛する。
図4に示すように、弁体22の円錐部61の外面は、柱状部60の摺動面63と一体的に設けられている。弁体22の柱状部60の摺動面63と円錐部61との境界部分Rに対応する弁体収容孔33の内周面には、弁体収容孔33の内周面よりも、弁体収容孔33の軸線mから離間する方向に後退し、且つ軸線m方向に延在する後退面67が形成されている。後退面67は、弁体収容孔33の内周面よりも軸線mから離間しているため、弁体収容孔33の内周面と後退面67とが段差面70aで接続されている。後退面67および段差面70aにより凹所としての排水促進部70が形成されている。段差面70aは、軸線mに対して傾いている。4つの段差面70aは、軸線mに対して全て同じ方向に傾いている。
図5に示すように、弁体22を弁体収容孔33に収容した状態において、後退面67と弁体22の摺動面63との間には、空隙が形成されている。この空隙は、外導入路80に連通している。
本実施の形態によれば、第1の実施形態の(1)および(2)と同様の効果が得られる。ただし、弁体収容孔33に弁体22を収容するとき、弁体22の径方向において、弁体22の柱状部60の摺動面63を弁体収容孔33の後退面67に対応するように、取り付け位相を考慮することが好ましい。
<第3の実施形態>
以下、減圧弁装置の第3の実施形態を説明する。本実施の形態の減圧弁装置は、基本的には、先の図1〜3に示される第1の実施形態と同様の構成を備えている。ただし、第1の実施形態における排水促進部70の配置が異なっている。このため、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は割愛する。
以下、減圧弁装置の第3の実施形態を説明する。本実施の形態の減圧弁装置は、基本的には、先の図1〜3に示される第1の実施形態と同様の構成を備えている。ただし、第1の実施形態における排水促進部70の配置が異なっている。このため、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は割愛する。
図6に示すように、第2ボディ12の弁体収容孔33の内周面には、その全周に亘って弁体収容孔33の内周面よりも、弁体収容孔33の軸線mから離間する方向に後退し、且つ軸線m方向に延在する後退面68が形成されている。そのため、弁体収容孔33の内周面と後退面68とが段差面70aで接続されている。段差面70aは、弁体収容孔33の全周に亘って連続している。後退面68および段差面70aにより凹所としての排水促進部70が形成されている。また、段差面70aは、軸線mに対して常に同じ方向へ傾いている。すなわち、段差面70aは、弁体収容孔33の軸方向において螺旋形状をなしている。尚、本実施の形態における段差面70aは、軸線mを中心として弁体収容孔33の内周面を360°分巻かれた螺旋形状である。
図7に示すように、弁体22を弁体収容孔33に収容した状態において、後退面68と弁体22の摺動面63との間には、空隙が形成されている。この空隙は、外導入路80に連通している。
本実施の形態によれば、第1および第2の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、次の効果が得られる。
(3)排水促進部70の段差面70aは、弁体収容孔33の軸方向において螺旋形状をなすように連続して設けられている。そのため、第2の実施形態では、弁体収容孔33に弁体22を収容するとき、弁体22の取り付け位相を考慮していたが、本実施の形態では考慮しなくてもよい。そのため、第2の実施形態と比べて、弁体22の第2ボディ12への取り付けが容易になる。
(3)排水促進部70の段差面70aは、弁体収容孔33の軸方向において螺旋形状をなすように連続して設けられている。そのため、第2の実施形態では、弁体収容孔33に弁体22を収容するとき、弁体22の取り付け位相を考慮していたが、本実施の形態では考慮しなくてもよい。そのため、第2の実施形態と比べて、弁体22の第2ボディ12への取り付けが容易になる。
尚、第1および第2の実施形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・第1および第2の実施形態において、排水促進部70の段差面70aは、軸線mに対して全て同じ方向に傾いていたが、これに限らない。例えば、弁体22および弁体収容孔33の周方向において、隣り合う段差面70a同士が互いに反対の傾きを有していてもよい。段差面70aが、軸線mに対して傾いていさえすれば、排水促進部70に進入した水分を段差面70aを介して外導入路80に逃がすことができる。
・第1および第2の実施形態において、排水促進部70の段差面70aは、軸線mに対して全て同じ方向に傾いていたが、これに限らない。例えば、弁体22および弁体収容孔33の周方向において、隣り合う段差面70a同士が互いに反対の傾きを有していてもよい。段差面70aが、軸線mに対して傾いていさえすれば、排水促進部70に進入した水分を段差面70aを介して外導入路80に逃がすことができる。
・第3の実施形態において、排水促進部70の段差面70aは、軸線mを中心として弁体収容孔33の内周面を360°分(1周分)巻かれた螺旋形状であったが、これに限らない。例えば、360°以上巻かれた螺旋形状を有していてもよい。この場合、排水促進部70の段差面70aは、ねじ加工等で形成されることが好ましい。
・第1および第2の実施形態において、1つの排水促進部70には、段差面70aが1つだけ設けられていたが、これに限らない。例えば、排水促進部70の段差面を2つにしてもよい。
図8に示すように、2つの段差面を第1の段差面70bおよび第2の段差面70cとすると、第1の段差面70bおよび第2の段差面70cは、軸線mに対しての傾きがそれぞれ反対となるように設けることが好ましい。このようにすることで、排水促進部の段差面には分水嶺が形成される。排水促進部に進入した水分は、第1の段差面70bおよび第2の段差面70cにそれぞれ分散されやすくなるため、より効率よく水分を外導入路に逃がすことができる。
・第1〜3の実施形態において、弁体22は略四角柱状をなしていたが、これに限らない。例えば、略六角柱状であってもよい。この場合においても、弁体22の摺動面63および流路形成面64とが周方向において交互に設けられるように構成し、且つ弁体22の柱状部60の摺動面63と円錐部61との境界部分Rの数に応じて排水促進部70を設けることが好ましい。すなわち、弁体22の柱状部60は、摺動面63と流路形成面64とが交互に設けられていれば、どのような多角柱状をなしていてもよく、柱状部60の境界部分Rの数に応じて排水促進部70を設けていればどのような構成でもよい。
1…減圧弁装置、10…ボディ、11…第1ボディ、12…第2ボディ、13…一次ポート、18…二次ポート、20…弁機構、22…弁体、24…弁座、30…弁収容孔、31…弁座固定部材収容穴、32…弁座収容穴、33…弁体収容孔、40…ピストン、60…柱状部、61…円錐部、63…摺動面、64…流路形成面、66,67,68…後退面、70…排水促進部、70a…段差面、G1…減圧室、R…境界部分。
Claims (5)
- ガスの入り口、ガスの出口、および前記ガスの入り口と前記ガスの出口とを連通する弁収容孔を有しているボディと、
前記弁収容孔に収容された弁座、および前記弁座に着離することにより前記ガスの入り口と前記ガスの出口との間の流路を開閉する弁体を有する弁機構と、
前記ボディに収容され、前記ガスの出口に通じる減圧室を区画形成するとともに、前記減圧室内の圧力に応じて動作することにより前記弁体を動作させるピストンと、を備え、
前記弁体は、前記弁収容孔の内周面に対して摺動する摺動面および前記弁収容孔の内周面との間でガスの流路となる隙間を形成する流路形成面が周方向において交互に設けられた多角柱状の柱状部と、前記柱状部の前記減圧室側の端部に設けられて、前記弁座に着離する円錐部と、有し、
前記円錐部の外面と前記柱状部の前記摺動面との境界部分、または前記弁収容孔の内周面における前記境界部分に対応する部分には、凹所が形成され、前記凹所は、前記境界部分と前記隙間とを接続するように構成されている減圧弁装置。 - 前記凹所は、前記柱状部の外面に設けられており、前記摺動面よりも前記弁体の軸心に近接する方向に後退された後退面と、前記後退面と前記摺動面とが連続するような段差面とを有し、
前記段差面は、前記弁体の軸方向において、前記弁体の軸心に対して傾きを有している請求項1に記載の減圧弁装置。 - 前記凹所は、前記弁収容孔の内周面に設けられており、前記弁収容孔の内周面よりも前記弁収容孔の軸心から離間する方向へ後退された後退面と、前記後退面と前記弁収容孔の内周面とが連続するような段差面とを有し、
前記段差面は、前記弁収容孔の軸方向において、前記弁収容孔の軸心に対して傾きを有している請求項1に記載の減圧弁装置。 - 前記段差面は、前記弁体の軸心に対して全て同じ方向の傾きを有している請求項2または請求項3に記載の減圧弁装置。
- 前記段差面は、第1の段差面と、第2の段差面を有しており、
前記第1の段差面および前記第2の段差面は、前記弁体の軸心に対してそれぞれ反対の傾きを有している請求項2または請求項3に記載の減圧弁装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016248014A JP2018101340A (ja) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | 減圧弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2016248014A JP2018101340A (ja) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | 減圧弁装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2018101340A true JP2018101340A (ja) | 2018-06-28 |
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ID=62715457
Family Applications (1)
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JP2016248014A Pending JP2018101340A (ja) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | 減圧弁装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2018101340A (ja) |
-
2016
- 2016-12-21 JP JP2016248014A patent/JP2018101340A/ja active Pending
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